一种自维护回流式冷水性鲑鳟鱼类育苗系统

摘要

本发明属于水产养殖领域，具体的说是一种自维护回流式冷水性鲑鳟鱼类育苗系统。包括紫外线消毒单元，水质终端优化单元，循环水养殖池，弧形筛固液分离单元，缓冲调节池，生物过滤单元，自维护回流管组；新添补充水由附近水源地供给，通过紫外线消毒单元，水质终端优化单元进入循环水养殖池；养殖池水循环使用。本发明适用于封闭式循环水养殖，能够保持系统生物净化的活力，达到了循环水处理系统自维护免接种的目的，可以使循环水系统长期不间断运行，同时具有功能性强、功耗低、占地面积小、成本投入少的特点，实现了水资源的循环利用，经济高效，易于推广。

说明书

技术领域

本发明属于水产养殖领域，具体的说是一种自维护回流式冷水性鲑鳟鱼类育苗系统。

背景技术

由于渔业生产的迫切需要，国内众多水产单位开始进行海水、淡水的循环养殖生产、实验。循环水养殖指养殖用水经过一些列处理后，主要包括去除水中溶解态的氨氮和亚硝氮，及提高水中溶氧量，脱除水中过量二氧化碳、氮气等等使水质再次达到养殖标准，用于养殖。主要处理方法在各种养殖系统中都十分相似，主要包括物理过滤、生物过滤、杀菌消毒、曝气充氧等手段。

物理过滤环节容易因污物积累而不能及时移除而产生堵塞，影响养殖过程，同时，如采用沉淀池或微滤机，则需要较大的场地或能耗；生物过滤环节中在多级生物滤池的建造规模生不易把握，建造过多导致建造成本和运行成本增加，建少导致水处理效果不达要求。上述方法简单组合使用不但实施起来难度较大，且处理效果也不会十分理想。

因此，基于以上对现有循环水养殖系统不足的分析，迫切需要结合中国的国情，加速发展具有较低的设备成本、系统运转能耗成本、对环境真正友好的生态型工厂化循环水养殖系统。只有这样的养殖系统，才具有真正的可行性，能够大面积推广。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种自维护回流式冷水性鲑鳟鱼类育苗系统，该系统内的养殖用水经循环处理后循环使用，不需重复接种净水微生物，包括：包括紫外线消毒单元，水质终端优化单元，循环水养殖池，弧形筛固液分离单元，缓冲调节池，生物过滤单元，自维护回流管组；所述紫外线消毒单元，水质终端优化单元，循环水养殖池，弧形筛固液分离单元，缓冲调节池，生物过滤单元依次连接，所述自维护回流管组输入端与水质终端优化单元和生物过滤单元相连，输出端与弧形筛固液分离单元相连；所述生物过滤单元与紫外线消毒单元相连；由于排污、蒸发、维持水质，系统内养殖用水需进行一定量排放，在总水量的20%以内，故需补充水量，新添补充水由附近水源地供给，如地下水、新鲜海水，但都需经过预处理，通过紫外线消毒单元，水质终端优化单元进入循环水养殖池。

    所述紫外线消毒单元采用直射式紫外线垂直消毒的消毒模块，补充添加的新水和由生物过滤单元过滤的回水经由紫外线消毒单元，进入水质终端优化单元；目前传统的紫外线消毒装置存在着造价高、耗能大的问题，本系统采用的直射式紫外线垂直消毒的消毒模块，通过高效的紫外线消毒解决循环水养殖回水重复利用病害预防的问题，防止有害细菌和病毒在喜欢水中扩散而造成的交叉感染，大大提高了循环水的安全。直射式紫外线垂直消毒装置其最大的特点是高效、节能和绿色无公害，比常规紫外线消毒装置降低了造价、能耗和操作管理的劳动强度。模块化设计，故安装规模可大可小，可依据处理要求和负荷进行灵活调整。紫外线消毒模块安装在紫外线消毒井内，消毒井水流方向下进上出，在不安装消毒模块时，消毒井只作为过水通道使用。

所述水质终端优化单元为设置有ORP控制器及监测探头的缓冲水池，其内部还设置有充氧口和臭氧入口，分别连接充氧装置和臭氧发生装置，至水中溶解氧浓度达到10mg/L，通臭氧氧化杀灭水中病原体；所述水质终端优化单元还连接脱气装置，所述脱气装置与鼓风机相连，鼓入空气去除水体中含量过多的二氧化碳和氮气。本单元通过充氧、ORP控制和总气体水平的平衡、脱气以及去除循环水中脱落的生物膜及其他杂质等一系列技术手段来达到优化水质的目的，使循环水最大程度的还原到新鲜水的水平，提高养殖生物适应能力和免疫力。内部可添加溶氧监控、CO₂浓度监控、ORP监控等实时在线智能监控系统，ORP是用来监控臭氧溶解于水中后的氧化还原反应电位的指标，氧化还原电极能衡量养殖水处理的消毒效果，因为水中大肠菌的杀菌效果受到氧化还原电位影响，所以氧化还原电位是水质的可靠指标，水中的氧化还原电位值等于或高于650mv，则表示其中的含菌量是可以接受的。各监控系统协调工作，以控制溶氧阀门的开启闭合，维持目标溶氧含量，ORP监控可与紫外线消毒模块智能化相连接，在终端池通过监控控制紫外线消毒模块开启时间及开启规模。

所述循环水养殖池安装有循环水回收组件，每个养殖池安装一套，所述循环水回收组件为敞口式虹吸结构；可以根据养殖品种调节池内水位、必要时如此池内养殖生物有病时，可以单独脱离循环水系统改为流水养殖，可加入水位监控装置，以监控过低水位。

所述弧形筛固液分离单元为上表面设有弧形筛的弧形筛配水槽，所述弧形筛配水槽中设有溢流槽，以将大于回用处理量的水排走；弧形筛下设有集污槽，集污槽顶端设排污孔，可将弧形筛上富集污物反冲至集污槽，再经由排污孔排出养殖系统，以防堵塞；弧形筛固液分离技术，弧形筛固液分离装置其最大的特点是节水、节能和绿色无公害、减少废水的排放，比常规采用微滤机固液分离的循环水养殖系统节水可达100％-无需清洗、节能100%-无需动力，减少污水排放80％以上，综合经济效益能够提高20％以上。本单元旨在去除100μm以上的固体颗粒杂质，转鼓式微滤机和弧形筛都广泛用于物理过滤步骤，其中微滤机需要外源东西，使过滤鼓旋转，维护也更麻烦。弧形筛简单铺设即可，使水流从其上留下，透过其流出，滤除固体颗粒杂质。

所述缓冲调节池内安装有潜水泵，通过潜水泵与生物过滤单元相连；减缓水流，进行缓存，再由循环水泵将水输送到酸性还原氧化池。潜水泵采用潜水轴流泵，扬程4.00m，流量150m³/h，电机功率3.00kw，每套循环水系统安装三台，用二备一。

所述生物过滤单元包括厌氧环境的酸化还原反应池和好氧环境的两个生物滤池；所述酸化还原反应池内培养有厌氧的酸化还原生物，采用厌氧的酸化还原生物处理方法进行生物脱氮和沉淀的方法净化处理，改善生物包内的微循环和新陈代谢的状态，经过厌氧的酸化还原处理的水提高了水的BOD与COD的比值，使水变得更容易进行硝化处理，为下一步的生物净化做好水质准备，其一侧上方设置有进水口，与潜水泵相连，另一侧下方设置有出水口，与第一生物滤池下方的进水口相连，第一生物滤池上方出水口与第二生物滤池上方进水口相连，所述第二生物滤池下方出水口与紫外线消毒单元和自维护回流管组相连；所述生物滤池为浸没式床式生物滤池，安装有立体弹性生物滤料，在生物滤池底部铺设曝气管组，由罗茨鼓风机供气，水中溶解氧浓度4-6mg/L；

所述自维护回流管组由生物滤池上方的溢流槽，与水质终端优化单元相连的泵池和二者与弧形筛固液分离单元连接的管道组成。为保证净水微生物在处理系统内保持较高的水平，采用分段回流的方法来维持系统内净水微生物的含量，将系统内的循环水回流到系统的前端来，这样可以将水中游离的各种净水微生物回流到前端来起到微生物接种的目的，周而复始不间断的回流，不间断的“接种”，这样就保证了系统内净水微生物的浓度和净水微生物更新的速度，保持了系统生物净化的活力，因而达到了循环水处理系统自维护免接种的目的，可以使循环水系统长期不间断运行，运行的时间越久循环水系统的熟化程度就越高。

在所述水质终端优化单元和生物过滤单元的生物滤池流入自维护回流管组水量为系统水量的10%-20%。

进一步地，所述系统还包括涡流式分离池，可以使循环水回水中较重的颗粒杂质在进入弧形筛之前进行分离去除，从而减轻弧形筛的过滤负荷，相对节省了弧形筛的过滤面积，所述涡流式分离池与循环水养殖池经由排水管连接，另一端与弧形筛配水池相连，所述涡流式分离池高于弧形筛配水池8-15cm。

进一步地，所述循环水回收组件采用Φ160pvc管及管件制作，具有回收养殖废水（包括水面浮沫）、恒定池内水位（溢流）、单池排污（可以将池底的污物单独排出以减轻循环水处理系统的压力。

进一步地，充氧采用液氧纯氧充氧，所述充氧机构为文丘里式射流器或低压头供氧器。

进一步地，所述弧形筛过滤精度为210-240μm，单张理论滤水量为50m3/h。

进一步地，所述紫外线消毒处理步骤中辐射紫外线波长为220-230nm，可保证破会细胞结构，破坏DNA或RNA链结构。

新水添加水和生物滤池流出的水混合后经紫外线消毒再流出进入水质终端优化单元，而后其中一部分水经泵池内水泵抽入自维护回流管组，剩下的水通过输水管道由水泵输送进入各个养殖池。而后水从养殖池流入涡流分离池，从涡流分离池流出的水自由落入弧形筛配水池，经过弧形筛过滤后的水进入缓冲调节池，水经由各组弧形筛过滤的水混合，减缓水流速度，有循环水泵提至酸性还原氧化池，循环水泵就至于缓冲调节池内，缓冲调节池内隔出来一小块区域用来安装水泵。水由水泵提至酸性还原氧化池上，水流上进下出进入酸性还原氧化池，下进上出进入生物净化池，生物净化池分两级，其中水流下进上出进入第一级，上进下出进入第二级。在第二级生物净化池部分，通过溢流槽和管道将部分水引入自维护回流管组，进入弧形筛的配水池，再循环。生物滤池流出的水进入紫外线消毒井，水流方向下进上出。

综上所述，本发明适用于封闭式循环水养殖，具有功能性强、功耗低、占地面积小、成本投入少的特点，实现了水资源的循环利用，经济高效，易于推广。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例子仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种自维护回流式冷水性鲑鳟鱼类育苗系统，适用于封闭式循环水养殖,包括：包括紫外线消毒单元，水质终端优化单元，循环水养殖池，弧形筛固液分离单元，缓冲调节池，生物过滤单元，自维护回流管组；所述紫外线消毒单元，水质终端优化单元，循环水养殖池，弧形筛固液分离单元，缓冲调节池，生物过滤单元依次连接，所述自维护回流管组输入端与水质终端优化单元和生物过滤单元相连，输出端与弧形筛固液分离单元相连；所述生物过滤单元与紫外线消毒单元相连；新添补充水由附近水源地供给，通过紫外线消毒单元，水质终端优化单元进入循环水养殖池。

    所述紫外线消毒单元采用直射式紫外线垂直消毒的消毒模块，补充添加的新水和由生物过滤单元过滤的回水经由紫外线消毒单元，进入水质终端优化单元；目前传统的紫外线消毒装置存在着造价高、耗能大的问题，本系统采用的直射式紫外线垂直消毒的消毒模块，通过高效的紫外线消毒解决循环水养殖回水重复利用病害预防的问题，防止有害细菌和病毒在喜欢水中扩散而造成的交叉感染，大大提高了循环水的安全。直射式紫外线垂直消毒装置其最大的特点是高效、节能和绿色无公害，比常规紫外线消毒装置降低了造价、能耗和操作管理的劳动强度。紫外线消毒模块安装在紫外线消毒井内，消毒井水流方向下进上出。

所述水质终端优化单元为设置有ORP控制器及监测探头的缓冲水池，其内部还设置有充氧口和臭氧入口，分别连接充氧装置和臭氧发生装置，至水中溶解氧浓度达到10mg/L，通臭氧氧化杀灭水中病原体；所述水质终端优化单元还连接脱气装置，所述脱气装置与鼓风机相连，鼓入空气去除水体中含量过多的二氧化碳和氮气。本单元通过充氧、ORP控制和总气体水平的平衡、脱气以及去除循环水中脱落的生物膜及其他杂质等一系列技术手段来达到优化水质的目的，使循环水最大程度的还原到新鲜水的水平，提高养殖生物适应能力和免疫力。内部添加溶氧监控、CO₂浓度监控、ORP监控等实时在线智能监控系统，ORP是用来监控臭氧溶解于水中后的氧化还原反应电位的指标，氧化还原电极能衡量养殖水处理的消毒效果，因为水中大肠菌的杀菌效果受到氧化还原电位影响，所以氧化还原电位是水质的可靠指标，水中的氧化还原电位值等于或高于650mv，则表示其中的含菌量是可以接受的。各监控系统协调工作，以控制溶氧阀门的开启闭合，维持目标溶氧含量，ORP监控可与紫外线消毒模块智能化相连接，在终端池通过监控控制紫外线消毒模块开启时间及开启规模。

所述循环水养殖池安装有循环水回收组件，每个养殖池安装一套，所述循环水回收组件为敞口式虹吸结构；当此池内养殖生物有病时，单独脱离循环水系统改为流水养殖，加入水位监控装置，以监控过低水位。

所述弧形筛固液分离单元为上表面设有弧形筛的弧形筛配水槽，所述弧形筛配水槽中设有溢流槽，以将大于回用处理量的水排走；弧形筛下设有集污槽，集污槽顶端设排污孔，可将弧形筛上富集污物反冲至集污槽，再经由排污孔排出养殖系统，以防堵塞；弧形筛固液分离技术，弧形筛固液分离装置其最大的特点是节水、节能和绿色无公害、减少废水的排放，比常规采用微滤机固液分离的循环水养殖系统节水可达100％-无需清洗、节能100%-无需动力，减少污水排放80％以上，综合经济效益能够提高20％以上。本单元旨在去除100μm以上的固体颗粒杂质，转鼓式微滤机和弧形筛都广泛用于物理过滤步骤，其中微滤机需要外源东西，使过滤鼓旋转，维护也更麻烦。弧形筛简单铺设即可，使水流从其上留下，透过其流出，滤除固体颗粒杂质。

所述缓冲调节池内安装有潜水泵，通过潜水泵与生物过滤单元相连；减缓水流，进行缓存，再由循环水泵将水输送到酸性还原氧化池。潜水泵采用潜水轴流泵，扬程4.00m，流量150m³/h，电机功率3.00kw，每套循环水系统安装三台，用二备一。

所述生物过滤单元包括厌氧环境的酸化还原反应池和好氧环境的两个生物滤池；所述酸化还原反应池内培养有厌氧的酸化还原生物，采用厌氧的酸化还原生物处理方法进行生物脱氮和沉淀的方法净化处理，改善生物包内的微循环和新陈代谢的状态，经过厌氧的酸化还原处理的水提高了水的BOD与COD的比值，使水变得更容易进行硝化处理，为下一步的生物净化做好水质准备，其一侧上方设置有进水口，与潜水泵相连，另一侧下方设置有出水口，与第一生物滤池下方的进水口相连，第一生物滤池上方出水口与第二生物滤池上方进水口相连，所述第二生物滤池下方出水口与紫外线消毒单元和自维护回流管组相连；所述生物滤池为浸没式床式生物滤池，安装有立体弹性生物滤料，在生物滤池底部铺设曝气管组，由罗茨鼓风机供气，水中溶解氧浓度5mg/L；

所述自维护回流管组由生物滤池上方的溢流槽，与水质终端优化单元相连的泵池和二者与弧形筛固液分离单元连接的管道组成。为保证净水微生物在处理系统内保持较高的水平，采用分段回流的方法来维持系统内净水微生物的含量，将系统内的循环水回流到系统的前端来，这样可以将水中游离的各种净水微生物回流到前端来起到微生物接种的目的，周而复始不间断的回流，不间断的“接种”。

在所述水质终端优化单元和生物过滤单元的生物滤池流入自维护回流管组水量为系统水量的15%。

所述系统还包括涡流式分离池，可以使循环水回水中较重的颗粒杂质在进入弧形筛之前进行分离去除，从而减轻弧形筛的过滤负荷，相对节省了弧形筛的过滤面积，所述涡流式分离池与循环水养殖池经由排水管连接，另一端与弧形筛配水池相连，所述涡流式分离池高于弧形筛配水池10cm。

所述循环水回收组件采用Φ160pvc管及管件制作，具有回收养殖废水（包括水面浮沫）、恒定池内水位（溢流）、单池排污（可以将池底的污物单独排出以减轻循环水处理系统的压力。

充氧采用液氧纯氧充氧，所述充氧机构为低压头供氧器。

所述弧形筛过滤精度为225μm，单张理论滤水量为50m3/h。

所述紫外线消毒处理步骤中辐射紫外线波长为225nm，可保证破会细胞结构，破坏DNA或RNA链结构。

本实施例养殖水体最大生物承载量：30kg/m3；经处理后的水质能够达到NH₄-N≦0.15mg/L（氨氮），NO₂-N≦0.02mg/L（亚硝氮），COD≦2mg/L，SS≦10mg/L（悬浮固体），pH=7.5-8.2，DO（以养殖池出水水温20℃计）≧10mg/L；每昼夜（24小时）水循环次数：≧20；系统自维护回流水量：10-20%；新水补充添加量：＜20m3/d。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。